新教材数学北师大版（2019）必修第二册课件：5-2-1 复数的加法与减法 课件（59张）

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2.1　复数的加法与减法 必备知识·自主学习 导 思 1.复数加法的法则是什么? 2.复数加法与减法的几何意义是什么? 　复数的加、减法法则及几何意义与运算律 z1,z2,z3∈C,设 , 分别与复数 z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)相对应,且 , 不共 线 加法 减法 运算 法则 z1+z2=(a+c)+(b+d)i z1-z2= _____________ 1OZ  2OZ  2OZ  1OZ  (a-c)+(b-d)i 几何 意义 复数的和z1+z2与向量 + = 的坐标对应 复数的差z1-z2与 向量 - = 的坐标对应 运算 律 交换律 z1+z2=z2+z1 结合律 (z1+z2)+z3=________ __ 1OZ  2OZ  OZ  1OZ  2OZ  2 1Z Z  z1+(z2+z3) 【思考】 　若复数z1,z2满足z1-z2>0,能否认为z1>z2? 提示:不能,例如可取z1=3+2i,z2=2i. 【基础小测】 1.辨析记忆(对的打“√”,错的打“×”) (1)复数加法的运算法则类同于实数的加法法则. (　　) (2)复数与复数相加减后结果为复数. (　　) (3)复数加减法的几何意义类同于向量加减法运算的几何意义. (　　) 答案:(1) √　(2)√　(3) √ 2.(教材二次开发:例题改编)复数(1-i)-(2+i)+3i等于 (　　) A.-1+i　 B.1-i　 C.i D.-i 【解析】选A.(1-i)-(2+i)+3i=(1-2)+(-i-i+3i)=-1+i. 3.设z1=-6-2i,z2=6-18i,其中i为虚数单位.若z=z1+z2,则z在复平面上对应点的 坐标为________.  【解析】z=z1+z2=-6-2i+6-18i=-20i, 则z在复平面上对应点的坐标为(0,-20). 答案:(0,-20) 关键能力·合作学习 类型一　复数的加、减运算(数学运算) 【题组训练】 1.计算:(2-3i)+(-4+2i)=________.  2.已知z1=(3x-4y)+(y-2x)i,z2=(-2x+y)+(x-3y)i,x,y为实数,若z1-z2=5-3i,则 |z1+z2|=________.  【解析】1.(2-3i)+(-4+2i)=(2-4)+(-3+2)i=-2-i. 答案:-2-i 2.z1-z2=[(3x-4y)+(y-2x)i]-[(-2x+y)+(x-3y)i]=[(3x-4y)-(-2x+y)]+[(y- 2x)-(x-3y)]i=(5x-5y)+(-3x+4y)i=5-3i, 所以 解得x=1,y=0, 所以z1=3-2i,z2=-2+i,则z1+z2=1-i, 所以|z1+z2|= . 答案: 5x 5y 5 3x 4y 3     － ， － － ， 2 2 【解题策略】 　复数的加减法的运算技巧 复数与复数相加减,相当于多项式加减法的合并同类项,将两个复数的实部与实部 相加减,虚部与虚部相加减). 【补偿训练】 1.(2020潍坊高一检测)若(-3a+bi)-(2b+ai)=3-5i,a,b∈R,则a+b= (　　) 【解析】选B.(-3a+bi)-(2b+ai)=(-3a-2b)+(b-a)i=3-5i,所以 解得a= ,b=- ,故有a+b=- . 7 11 18A B C D 55 5 5． ．－ ．－ ． 3a 2b 3 b a 5    － － ＝ ， － ＝－ ， 7 5 18 5 11 5 2.若z1=2+i,z2=3+ai(a∈R),且z1+z2所对应的点在实轴上,则a的值为 (　　) A.3　 　 B.2　 C.1　 D.-1 【解析】选D.z1+z2=2+i+3+ai=(2+3)+(1+a)i=5+(1+a)i.因为z1+z2所对应的点 在实轴上,所以1+a=0,所以a=-1. 类型二　复数的加、减运算的几何意义(直观想象) 【典例】1.复数z1,z2满足|z1|=|z2|=1,|z1+z2|= .则|z1-z2|=________. 2 2.如图所示,平行四边形OABC的顶点O,A,C对应复数分别为0,3+2i,-2+4i,试求, (1) 所表示的复数, 所表示的复数; (2)对角线 所表示的复数; (3)对角线 所表示的复数及 的长度. AO  BC  CA  OB  OB  【思路导引】利用复数的几何意义以及向量的运算求解. 【解析】1.由|z1|=|z2|=1,|z1+z2|= ,知z1,z2,z1+z2对应的点是一个边长为1 的正方形的三个顶点,所求|z1-z2|是这个正方形的一条对角线长,所以|z1- z2|= . 答案: 2 2 2 2.(1) 所以 所表示的复数为-3-2i. 因为 所以 所表示的复数为-3-2i. (2)因为 所以 所表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i. (3)对角线 它所对应的复数z=(3+2i)+(-2+4i)=1+6i,| |= AO OA   ＝－ ， AO  BC AO   ＝ ， BC  CA OA OC.    ＝ － CA  OB OA OC    ＝ ＋ ， OB  2 21 6 37.＋ ＝ 【解题策略】 1.用复数加、减运算的几何意义解题的技巧 (1)形转化为数:利用几何意义可以把几何图形的变换转化成复数运算去处理. (2)数转化为形:对于一些复数运算也可以给予几何解释,使复数作为工具运用 于几何之中. 2.常见结论 在复平面内,z1,z2对应的点分别为A,B,z1+z2对应的点为C,O为坐标原点,则四边 形OACB 为平行四边形;若|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为矩形;若|z1|=|z2|, 则四边形OACB为菱形;若|z1|=|z2|且|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为正方形. 【跟踪训练】 (2020·烟台高一检测)在复平面内A,B,C三点对应的复数分别为1,2+i,-1+2i. (1)求 对应的复数; (2)判断△ABC的形状; (3)求△ABC的面积. AB BC AC    ， ， 【解析】(1) 对应的复数为zB-zA=(2+i)-1=1+i; 对应的复数为zC-zB=( -1+2i)-(2+i)=-3+i; 对应的复数为zC-zA=(-1+2i)-1=-2+2i. (2)由(1)知 所以 所以△ABC为直角三角形. (3)S△ABC= AB  BC  AC  2 2AB 1 1 2   ， 2 2 2 2BC ( 3) 1 10, AC ( 2) 2 2 2,       － － 2 2 2 AB AC BC .    1 1AB AC 2 2 2 2.2 2       类型三　复数模的最值问题(逻辑推理) 【典例】若复数z满足|z+ +i|≤1,求|z|的最大值和最小值. 【思路导引】根据复数加减法的几何意义作出相应的图象进行求解. 3 【解析】如图所示, | |= 所以|z|max=2+1=3,|z|min=2-1=1.OM  2 2( 3) ( 1) 2.－ ＋－ ＝ 【变式探究】 　将本例条件改为“设复数z满足|z-3-4i|=1”,求|z|的最大值. 【解析】因为|z-3-4i|=1,所以复数z所对应的点在以C(3,4)为圆心,半径为1的圆 上,由几何性质得|z|的最大值是 +1=6.2 23 4＋ 【解题策略】 　复数模的最值的求解方法 |z1-z2|表示复平面内z1,z2对应的两点间的距离.利用此性质,可把复数模的问题 转化为复平面内两点间的距离问题,从而进行数形结合,把复数问题转化为几何 图形问题求解. 【跟踪训练】 　若z∈C,i为虚数单位,且|z+2-2i|=1,求|z-2-2i|的最小值. 【解析】由|z+2-2i|=1得|z-(-2+2i)|=1,因此复数z对应的点Z在以z0=-2+2i对应 的点Z0为圆心,1为半径的圆上,如图所示. 设y=|z-2-2i|,则y是Z点到2+2i对应的点A的距离.又 =4所以由图知ymin=|AZ0|- 1=3. 0AZ 1.a,b为实数,设z1=2+bi,z2=a+i,当z1+z2=0时,复数a+bi为 (　　) A.1+i　　 B.2+i　 C.3　 D.-2-i 【解析】选D.因为z1=2+bi,z2=a+i,所以z1+z2=2+bi+(a+i)=0,所以a=-2,b=-1, 即a+bi=-2-i. 课堂检测·素养达标 2.已知z1=2+i,z2=1+2i,则复数z=z2-z1对应的点位于 (　　) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 【解析】选B.z=z2-z1=(1+2i)-(2+i)=-1+i,实部小于零,虚部大于零,故位于第 二象限. 3.计算:|(3-i)+(-1+2i)-(-1-3i)|=________.  【解析】|(3-i)+(-1+2i)-(-1-3i)|=|(2+i)-(-1-3i)|=|3+4i|= =5. 答案:5 2 23 4＋ 4.(教材二次开发:例题改编)若复数z满足3z+ =1+i,其中i为虚数单位,则 z=________.  【解析】设z=a+bi(a,b∈R),则3(a+bi)+a-bi=1+i⇒4a=1且2b=1⇒z= 答案: z 1 1 i.4 2  1 1 i4 2  5.在复平面内,复数-3-i与5+i对应的向量分别是 其中O是原点,求向量 对应的复数及A,B两点间的距离. 【解析】向量 对应的复数为(-3-i)+(5+i)=2.因为 所以向量 对应的复数为(-3-i)-(5+i)=-8-2i.所以A,B两点间的距离为|-8- 2i|= OA OB   与 ， OA OB   ＋ ， OA OB   ＋ BA OA OB    ＝ － ， BA  2 2( 8) ( 2) 2 17. － ＋－ ＝ 三十七　复数的加法与减法 【基础通关--水平一】 (15分钟　35分) 1.若复数z满足z+(3-4i)=1,则z的虚部是(　　) A.-2　 B.4　 C.3　 D.-4 【解析】选B.z=1-(3-4i)=-2+4i. 课时素养评价 2.在平行四边形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,若向量 对应的复数 分别是3+i、-1+3i,则 对应的复数是 (　　) A.2+4i　 B.-2+4i C.-4+2i　　 D.4-2i 【解析】选D.依题意有 而(3+i)-(-1+3i)=4-2i,即 对应的 复数为4-2i. OA OB   、 CD  CD BA OA OB     ＝ ＝ － ， CD  3.设z∈C,且|z+1|-|z-i|=0,则|z+i|的最小值为(　　) A.0 　　 B.1 　 C. 　 D. 【解析】选C.由|z+1|=|z-i|知,在复平面内,复数z对应的点的轨迹是以(-1,0) 和(0,1)为端点的线段的垂直平分线,即直线y=-x,而|z+i|表示直线y=-x上的 点到点(0,-1)的距离,其最小值等于点(0,-1)到直线y=-x的距离即为 . 2 2 1 2 2 2 4.(2020·青岛高一检测)已知i为虚数单位,设z1=x+2i,z2=3-yi(x,y∈R),且 z1+z2=5-6i,则z1-z2=　　　　.  【解析】因为z1+z2=5-6i,所以(x+2i)+(3-yi)=5-6i,所以 即 所以z1=2+2i,z2=3-8i,所以z1-z2=(2+2i)-(3-8i)=-1+10i. 答案:-1+10i x 3 5, 2 y 6,     － － x 2, y 8,    5.已知z1=cos α+isin α,z2=cos β-isin β且z1-z2= 则cos(α+β) 的值为　　　　.  5 12 i13 13＋ ， 【解析】因为z1=cos α+isin α,z2=cos β-isin β, 所以z1-z2=(cos α-cos β)+i(sin α+sin β)= 所以 ①2+②2得2-2cos(α+β)=1,即cos(α+β)= . 答案: 5 12 i13 13＋ ， 5cos cos 13 12sin sin 13       － ＝ ，① ＋ ＝ ，② 1 2 1 2 6.(2020·天津高一检测)已知复数z1=a2-3-i,z2=-2a+a2i,若z1+z2是纯虚数,求实 数a. 【解析】由条件知z1+z2=a2-2a-3+(a2-1)i,又z1+z2是纯虚数,所以 解得a=3. 2 2 a 2a 3 0 a 1 0   － － ＝ ， － ， 【基础通关--水平二】 　 (20分钟　40分) 一、单选题(每小题5分,共15分) 1.(2020·全国Ⅰ卷)若z=1+2i+i3,则|z|= (　　) A.0 B.1 C. D.2 【解析】选C.因为z=1+2i+i3=1+2i-i=1+i, 所以|z|= 2 21 1 2.  2 2.设f(z)=|z|,z1=3+4i,z2=-2-i,则f(z1-z2)等于 (　　) 【解析】选D.因为z1-z2=5+5i,所以f(z1-z2)=f(5+5i)=|5+5i|=5 . A. 10 B.5 5 C. 2 D.5 2 2 3.(2020·泸县高一检测)z∈C,若|z|- =1+2i,则z= (　　) 【解析】选B.设z=a+bi,则|z|- = -a+bi=1+2i,故 故 ,故z= +2i. 3 3A. 2i B. 2i2 2 C.2 2i D.2 2i   － － z z 2 2a b 2 2a b a 1 b 2     － ， 3a 2 b 2     3 2 【补偿训练】 　　已知z∈C且 =1,则 (i为虚数单位)的最小值是 (　　) A.　　　　 　 B. C. D.2 z z 2 2i－ － 2 2 1－ 2 2 1 22 【解析】选A.因为|z|=1且z∈C,作图如图: 因为|z-2-2i|的几何意义为单位圆上的点M到复平面上的点P(2,2)的距离, 所以|z-2-2i|的最小值为:|OP|-1=2 -1.2 二、多选题(共5分,全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 4.对任意复数z=a+bi(a,b∈R),i为虚数单位,则下列结论中正确的是(　　) A.z- =2a B.|z|=| | C.z+ =2a　　　 D.z+ =2bi z z z z 【解析】选BC.已知z=a+bi 则 =a-bi 选项A,z- = =2bi≠2a,错误.选项B,|z|= 正确.选项C,z+ =2a,故C正确,D错误. z z (a bi) a bi －（ － ） 2 2a b , 2 2 2 2z a ( b) a b ,   － z 　【补偿训练】 　　1.已知复数z1=2+ai,z2=a+i ,且复数z1-z2在复平面内对应的点位于第二象限, 则a的取值可以是 (　　) A.1　　　 　B.2　　 　　C.3　 　　　 D.4 【解析】选CD.由题得z1-z2=(2-a)+(a-1)i, 因为复数z1-z2在复平面内对应的点位于第二象限,所以 所以a>2.故CD正确. 2 a 0,a 1 0    － － 2.(2020·苏州高一检测)已知i为虚数单位,下列说法中正确的是 (　　) A.若复数z满足|z-i|= ,则复数z对应的点在以(1,0)为圆心, 为半径的圆 上 B.若复数z满足z+|z|=2+8i,则复数z=15+8i C.复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应 的向量的模 D.复数z1对应的向量为 ,复数z2对应的向量为 ,若 ,则 ⊥ 5 5 1OZ  2OZ  1 2 1 2z z z z  － 1OZ  2OZ  【解析】选CD.满足|z-i|= 的复数z对应的点在以(0,1)为圆心, 为半径 的圆上,A错误; 在B中,设z=a+bi(a,b∈R),则|z|= 由z+|z|=2+8i,得a+bi+ =2+8i,所以 解得 所以z=-15+8i,B错误;由复数的模的定义知C正确;由 的几何意 义知,以 , 为邻边的平行四边形为矩形,从而两邻边垂直,D正确. 5 5 2 2a b . 2 2a b . 2 2a a b 2, b 8,      a 15. b 8,    － 1 2 1 2z z z z  － 1OZ  2OZ  三、填空题(每小题5分,共10分) 5.设复数z满足z+|z|=2+i,则z=　　　　.  【解析】设z=x+yi(x,y∈R),则|z|= .所以x+yi+ =2+i. 所以 解得 所以z= +i. 答案: +i 2 2x y＋ 2 2x y＋ 2 2x x y 2 y 1   ＋ ＋ ＝ ， ＝ ， 3x 4 y 1.   ＝ ， ＝ 3 4 3 4 6.若|z|=2,则|z-1|的最小值是　　　　.  【解析】|z-1|≥||z|-1|=|2-1|=1. 答案:1 四、解答题 7.(10分)已知复数z满足|z|=2,求复数1+ i+z的模的最大值、最小值.3 【解析】由已知,复数z对应的点Z在复平面内以原点为圆心,半径为2的圆上, 设w=1+ i+z,所以z=w-1- i,所以|z|=|w-(1+ i)|=2. 于是复数w对应的点在复平面内以(1, )为圆心,半径为2的圆上,如图所示, 此时圆上的点A对应的复数wA的模有最大值,圆上的点B对应的复数wB的模有最 小值,故|1+ i+z|max=4, 3 3 3 3 3 min 1 3i z 0.   【补偿训练】 　　在平行四边形ABCD中,已知 对应的复数分别为z1=3+5i,z2=-1+2i. (1)求 对应的复数; (2)求 对应的复数; (3)求平行四边形ABCD的面积. AC DC   ， BC  BD  【解析】(1)由于 故 对应的复数为z=z1-z2=(3+5i)-(-1+2i)=4+3i. (2)由于 所以 对应的复数为(4+3i)-(-1+2i)=5+i. AC AB BC DC BC BC AC DC.            ，所以 － BC  BD AD AB BC DC      － － ， BD  (3)由(1)(2)可知在平行四边形ABCD中, 所以cos∠DAB= 因此sin∠DAB= 于是平行四边形ABCD的面积 S▱ ABCD=  AB DC ( 1,2) AD BC 4,3       － ， ， AB AD 2 2 5 .255 5AB AD        2 11 51 cos DAB .25  － 11 5AB AD sin DAB 5 5 11.25      